مخططات نظام إدارة قواعد البيانات: داخلية، مفاهيمية، خارجية

ما هي البيانات المطلقةtraction in DBMS؟

تُبنى أنظمة قواعد البيانات على هياكل بيانات معقدة. ولجعل النظام فعالاً في استرجاع البيانات وتقليل التعقيد للمستخدمين، يستخدم المطورون طريقة تحليل البيانات.traction. Data abstracيخفي هذا النظام تفاصيل كيفية تخزين البيانات وصيانتها، ولا يعرض إلا ما يحتاج كل نوع من المستخدمين إلى رؤيته.

توجد ثلاثة مستويات رئيسية من البياناتtracنشوئها:

1. المستوى الداخلي: بنية التخزين المادية الفعلية ومسارات الوصول.
2. المستوى المفاهيمي أو المنطقي: الهيكل والقيود الخاصة بقاعدة البيانات بأكملها.
3. مستوى الرؤية الخارجي أو مستوى العرض: يصف وجهات نظر المستخدمين المختلفة.

تُوصَف هذه المستويات الثلاثة بثلاثة مخططات متناظرة، تُعرف مجتمعةً باسم بنية ANSI-SPARC ثلاثية المستويات. المخطط هو تصميم أو وصف قاعدة البيانات في مستوى واحد؛ أما البيانات نفسها فتُسمى مثيلًا. يوضح الرسم البياني أدناه كيفية ترتيب هذه المستويات فوق بعضها البعض.

دعونا ندرس كل مستوى بالتفصيل، بدءًا من طبقة التخزين وصولاً إلى المستخدم.

المستوى الداخلي / المخطط

يُحدد المخطط الداخلي بنية التخزين المادية لقاعدة البيانات. وهو تمثيلٌ مُبسطٌ للغاية لقاعدة البيانات بأكملها، ويحتوي على نسخٍ متعددة من أنواعٍ مختلفة من السجلات الداخلية. ويُطلق عليه في مصطلحات ANSI اسم "السجل المُخزّن".

حقائق حول المخطط الداخلي:

• المخطط الداخلي هو أدنى مستوى من البيانات المطلقةtracنشوئها.
• يحتفظ بمعلومات حول التمثيل الفعلي لقاعدة البيانات بأكملها، مثل التخزين الفعلي للبيانات على القرص في شكل سجلات.
• توضح لنا الرؤية الداخلية البيانات المخزنة في قاعدة البيانات وكيفية تخزينها.
• لا يتعامل النظام مع الأجهزة المادية بشكل مباشر. بدلاً من ذلك، ينظر المخطط الداخلي إلى الجهاز المادي على أنه مجموعة من الصفحات المادية.

بمجرد تحديد طبقة التخزين، يتم وصف التصميم المنطقي الذي يقع فوقها بواسطة المخطط المفاهيمي.

المخطط المفاهيمي / المستوى

يصف المخطط المفاهيمي بنية قاعدة البيانات بأكملها لمجتمع المستخدمين. ويخفي هذا المخطط معلومات حول هياكل التخزين المادية، ويركز على وصف أنواع البيانات والكيانات والعلاقات، وما إلى ذلك.

يقع هذا المستوى المنطقي بين مستوى المستخدم ومستوى التخزين الفعلي. ولا يوجد سوى عرض مفاهيمي واحد لقاعدة بيانات واحدة.

حقائق حول المخططات المفاهيمية:

• يُعرّف جميع كيانات قاعدة البيانات وسماتها وعلاقاتها.
• يحتوي على معلومات الأمن والسلامة.
• على المستوى المفاهيمي، يجب أن تكون البيانات المتاحة للمستخدم موجودة في المستوى المادي أو قابلة للاستخلاص منه.

يُعد التصميم المفاهيمي مناسبًا بشكل طبيعي لـ نموذج البيانات العلائقيةحيث تصبح الكيانات جداول وتصبح العلاقات مفاتيح. وعلى مستوى أعلى من المستوى المفاهيمي، لا يرى المستخدمون الأفراد سوى جزء البيانات ذي الصلة بهم، والموصوف بواسطة المخطط الخارجي.

المخطط الخارجي / المستوى

يصف المخطط الخارجي الجزء من قاعدة البيانات الذي يهتم به مستخدم معين، ويخفي عنه التفاصيل غير ذات الصلة. وقد يكون هناك عدد "ن" من طرق العرض الخارجية لكل قاعدة بيانات.

يتم تعريف كل عرض خارجي باستخدام مخطط خارجي، والذي يتكون من تعريفات لأنواع مختلفة من السجلات الخارجية لهذا العرض المحدد.

إنّ العرض الخارجي هو ببساطة محتوى قاعدة البيانات كما يراه مستخدمٌ مُحدد. على سبيل المثال، سيرى مستخدمٌ من قسم المبيعات البيانات المتعلقة بالمبيعات فقط.

حقائق حول المخطط الخارجي:

• يرتبط المستوى الخارجي فقط بالبيانات التي يعرضها مستخدمون نهائيون محددون.
• يتضمن هذا المستوى مخططًا خارجيًا واحدًا أو أكثر.
• مستوى المخطط الخارجي هو الأقرب إلى المستخدم.
• يصف المخطط الخارجي جزء قاعدة البيانات اللازم لمجموعة مستخدمين معينة ويخفي التفاصيل المتبقية عن تلك المجموعة.

مخطط ثلاثي المستويات Archiمقارنة بين المباني

يسهل تذكر المستويات الثلاثة عند عرضها جنبًا إلى جنب. يجيب كل مستوى على سؤال مختلف، ويستهدف جمهورًا مختلفًا، ويتغير لأسباب مختلفة.

لا تعمل المستويات بشكل منفصل، بل هي متصلة عبر الخريطة.pingوهي الآلية التي توفر استقلالية البيانات.

خريطةpingبين مستويات المخطط

خريطةping هي المراسلات التي يحتفظ بها نظام إدارة قواعد البيانات بين مستويين متجاورين، بحيث يمكن ترجمة طلب في مستوى أعلى إلى إجراء في مستوى أدنى. يستخدم الهيكل ثلاثي المستويات خريطتينpings:

• خريطة مفاهيمية/داخليةping: يربط هذا المخطط التصميم المنطقي بالتخزين الفعلي. ويحدد كيفية تطابق الكيانات والخصائص في المخطط المفاهيمي مع السجلات والملفات المخزنة في المخطط الداخلي. عند تغيير التخزين، يتم استخدام هذه الخريطة فقط.ping يتم تحديث.
• خريطة خارجية/مفاهيميةping: يربط هذا التصميم كل واجهة مستخدم بالتصميم المنطقي العام. ويحدد كيفية ارتباط الحقول التي يراها المستخدم بالكيانات الموجودة في المخطط المفاهيمي. وعندما يتوسع التصميم المنطقي، فإن الخريطة المتأثرة فقط هي التي يتم تعديلها.pingيتم تحديثها.

لأن هذه الخرائطpingبفضل قدرتها على استيعاب التغيير، يمكن إعادة تنظيم التخزين دون إعادة كتابة برامج المستخدم، وهذا هو بالضبط ما استقلالية البيانات تم تصميم الهندسة المعمارية لتوفير...

هدف المخطط ثلاثي المستويات Architecture

فيما يلي بعض أهداف استخدام بنية المخططات الثلاثة:

• ينبغي أن يكون بإمكان كل مستخدم الوصول إلى نفس البيانات ولكن مع رؤية عرض مخصص لها.
• لا ينبغي للمستخدم أن يتعامل مباشرة مع تفاصيل تخزين قاعدة البيانات المادية.
• ينبغي أن يكون مسؤول قاعدة البيانات قادراً على تغيير بنية تخزين قاعدة البيانات دون التأثير على تجربة المستخدمين.
• ينبغي أن يظل الهيكل الداخلي لقاعدة البيانات دون تغيير عند إجراء تغييرات على الجوانب المادية للتخزين.

مزايا مخطط قاعدة البيانات

• يمكنك إدارة البيانات بشكل مستقل عن وحدة التخزين المادية.
• انتقال أسرع إلى بيئات رسومية جديدة.
• استخدم بنية نظام إدارة قواعد البيانات يتيح لك إجراء تغييرات على مستوى العرض التقديمي دون التأثير على الطبقتين الأخريين.
• لأن كل مستوى منفصل، فمن الممكن استخدام مجموعات مختلفة من المطورين.
• إنه أكثر أمانًا، حيث لا يملك العميل وصولاً مباشرًا إلى منطق أعمال قاعدة البيانات.
• إذا فشلت إحدى الطبقات، فلن يكون هناك فقدان للبيانات، لأنك ستكون دائمًا محميًا من خلال الوصول إلى الطبقة الأخرى.

عيوب مخطط قاعدة البيانات

• يُعد مخطط قاعدة البيانات الكامل بنية معقدة يصعب على الجميع فهمها.
• من الصعب إعداده وصيانته.
• يمكن أن يؤثر الفصل المادي بين الطبقات على أداء قاعدة البيانات.

الأسئلة الشائعة